معمای عجیب و غریب 500 ساله داوینچی حل شد! - راوه بلاگ

محققان دانشگاه های سوویا و بریستول پیروز شدند معمای مسیر ناپایدار حباب هوایی که در آب بالا می رود را حل نمایند.

پروفسور میگل آنجل هرادا از دانشگاه سویا، به همراه پروفسور جنز. جی. ایگرز از دانشگاه بریستول مکانیسمی را کشف نموده اند که در آن حرکت نامنظم حباب هایی که در آب بالا می روند را شرح می دهد.

این یافته ها که در مجله معتبر Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، به ما اطلاعاتی در خصوص رفتار ذراتی که بین حالت های جامد و گاز قرار می گیرند ارائه می نماید.

پنج قرن پیش، لئوناردو داوینچی این مشاهدات خود را ثبت کرد که حباب های داخل آب اگر به میزان کافی بزرگ باشند، برای بالا رفتن و رسیدن به سطح آب، از یک خط مستقیم منحرف می شوند و به صورت زیگ زاگ یا مارپیچ حرکت نموده و بالا می روند. با این حال تا به امروز شرحی در خصوص این پدیده حرکتی تناوبی یا مکانیسم فیزیکی آن یافت نشده بود.

نویسندگان این مقاله تازه، تکنیکی برای گسسته سازی عددی، برای توصیف دقیق رابطه حباب هوا در آب ایجاد نموده اند. این تکنیک آن ها را قادر می سازد تا حرکت حباب در آب را شبیه سازی نموده و پایداری آن را کشف نمایند.

شبیه سازی های آن ها با میزان گیری های حرکت ناپایدار حباب با دقت بالا مطابقت دارد و نشان می دهد که حباب ها زمانی که شعاع کروی شان از 926/0 بیشتر گردد، در آب از مسیر مستقیم منحرف می شوند. نتیجه ای که در دهه 90 میلادی نیز با حدود 2٪ از مقادیر تجربی با آب بسیار خالص، به دست آمده بود.

نظر محققان درمورد ناپایداری مسیر حباب این است که به علت منحرف شدن دوره ای حباب، انحنای آن تغییر می نماید، بنابراین بر سرعت بالا رفتن آن تاثیر می گذارد و باعث ایجاد نوسان در مسیر حباب می گردد، و حباب در مسیر حرکت به بالا به آن سمتی که انحنای آن زیاد شده کج می گردد.

سپس، همانطور که سیال سریع تر حرکت می نماید و فشار سیال در اطراف سطحی که انحنای آن زیاد است کاهش می یابد، متعادل نبودن فشار، حباب را به موقعیت اولیه خود بازگردانده و چرخه دوره ای دوباره آغاز می گردد.